1. 研究目的与意义（文献综述）

石油沥青是一个复杂的、各种碳氢化合物的混合物，已被广泛用于路面工程骨料粘合剂。然而，由于其在低温下容易出现裂纹以及抗老化和耐疲劳性差的缺点，不能满足道路上交通负荷重的高要求，因此，改性沥青的发展成为近几十年来的热门话题[1]，同时大量废弃轮胎造成了严重的环境污染。全世界目前积存的汽车废旧轮胎已达30亿条，而且每年轮胎生产量在10亿条（1000万t）以上。我国目前报废轮胎约3亿条。随着人们对汽车的需求量猛增，废旧轮胎已经逐渐成为新的固体 废弃物污染源。

废旧轮胎问题的解决一般靠以下几种方式：废旧轮胎翻新即旧轮胎经局部修补、加工、重新贴覆胎面胶之后，进行硫化，恢复其使用价值的一种工艺流程；废旧轮胎原形改制即将废旧轮胎通过各种方式，包括捆绑、裁剪、冲切及冲压等方式将废旧轮胎改造子薄成胶垫、泥桶、马具及鞋底等；再生橡胶即废旧橡胶经过粉碎、加热、机械分选等物理化学过程，使其弹性状态变成具有塑性和黏性的，能够再硫化的橡胶；制造胶粉；热能利用。制造胶粉与生产再生胶相比，制造胶粉的加工过程简单，不存在废水、废气污染等问题，且性能优越，混入沥青或水泥中做成道路等铺装材料，是集环保和资源再利用为一体的很有前途的回收方式。目前国内研究表明将废旧轮胎加工成橡胶粉，作为改性剂添加到沥青中，用于路面工程，可比普通路面使用寿命延长一倍，道路噪声降低70%，还能改善路面耐热和耐寒（80℃高温不软，-35℃低温不裂）、防滑性及制动性，并缓解强光刺眼[2]。胶粉改性沥青的优点包括温度敏感性显着减少，提高时效性和路面的使用寿命，延缓反射裂缝，降低交通噪声，降低维护成本，减少环境污染，提高环境质量。

但是橡胶粉表面呈现惰性，与沥青相结合的能力不好[3]，因此废胶粉需要活化处理。主要方式有饱和量硫化促进剂处理法、液体高分子材料加硫化剂处理法、接枝方法、互穿聚合物网络法、表面降解再生法、低聚物改性法、微波活化等。微波活化胶粉与普通胶粉相比能显著提高活化胶粉和原沥青的相容性[4]。性能测试结果表明，在高温性能、低温韧性，尤其是在刚度、抗疲劳、抗衰老性能上，微波活化胶粉改性沥青比普通胶粉改性沥青性能好，改性效果相当明显，而且它不会产生任何工业废水和制造过程中的气体[5]。其机理为微波辐射使胶粉的表面接触角增大，表面极性增强，破坏了硫化胶粉中的交联网络结构，使其平衡溶胀率增大，促使胶粉表面的含氧基团增多，含氧量加大，从而提高胶粉表面的活性[6]。通过sem（能测试摩擦磨损特性和观察磨损表面形貌[7]）、tg（tg–ms对各种添加剂包括对共混物的共混聚合物的热降解行为解释的一个有用的工具[8]）、ftir（ftir可以分析微波脱硫过程后的化学结构[9]）分析得到验证：活化胶粉在沥青中的颗粒形貌显得更加蓬松，膨胀的体积更加明显，交联结构官能团数量降低，活化脱硫后胶粉从原本一种交联的网状结构部分转变为线形结构，其活性大大加强，与沥青结合更加稳定，活化胶粉改性沥青的网络结构更加均匀和致密，性能更优越，通过改善废胶粉表面的活性从而提高废胶粉和沥青之间的界面粘合力，进而改善废胶粉-沥青体系的性能[10]。国外研究表明影响该性沥青性能的因素还包括活化胶粉含量、加工温度和溶胀时间[1]。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

制备不同类型（天然橡胶含量不同的自行车、小轿车、卡车轮胎）不同粒径（40/60目、60/80目、80/100目）的废胶粉，利用微波装置对废胶粉进行微博处理[11]；通过sem、eds、tga和ftir对活化前后废胶粉结构、成分和性能进行测试；通过dsr和bbr测试微波活化废胶粉改性沥青的高低温性能[12]、流变性能[13]以及抗疲劳性能。

2.2实验目标

3. 研究计划与安排

第1-3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告；

第4-6周：按照设计方案，制备活化废胶粉以及废胶粉改性沥青；

第7-12周：采用sem、tg-dsc等测试技术对活化废胶粉进行显微结构、组成元素等进行表征，通过布氏黏度仪、dsr、bbr等设备对废胶粉改性沥青性能进行研究；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] xu m, liu j, li w, et al. novel methodto prepare activated crumb rubber used for synthesis of activated crumb rubbermodified asphalt[j]. journal of materials in civil engineering, 2015,27(5):04014173.

[2]李晓红. 废旧轮胎的处理与资源化[j]. 科技传播,2012,(02):112-157.

[3]g.-x. yu,z.-m. li,x.-l. zhou,c.-l. li.crumb rubber–modified asphalt: microwave treatment effects[j]. petroleum scienceand technology,2011,29(4).